مقدمه
ساده‌ترین مواد مغناطیسی که می‌شناسیم، آهنرباها هستند. آهن‌رباها نقش تعیین‌كننده‌ای در زندگی بشر دارند. در این فصل نشان می‌دهیم كه برای استفاده از برخی خواص مغناطیس، از جمله در كارت‌های اعتباری، باید از پودرهای مغناطیسی استفاده كرد. همچنین نشان می‌دهیم كه اندازة پودرها تأثیر زیادی در خاصیت مغناطیسی آنها دارد.

سرگذشت آهنربا
بزرگترین مادة مغناطیسیِ زمین، خودِ زمین است. زمین آهنربایی دوقطبی است كه میدان مغناطیسی آن در جهت شمال به جنوب قرار دارد. یعنی اگر آهنربایی را در فضا معلق نگاه داریم، در این جهت قرار می‌گیرد.
اولین مادة مغناطیسی كه بشر شناخت، اكسیدآهن بود. این ماده دارای خاصیت آهنربایی غیردائمی است. یعنی خاصیت مغناطیسی آن از بین می‌رود. مواد مغناطیسی در سه دستة فلزات، سرامیک‌ها، و پلیمرها می‌گنجند. عمدة مواد مغناطیسی جزء دستة سرامیك‌ها هستند. سرامیك‌ها از طریق پیوند یونیِ یك فلز یا غیرفلز با كوچك‌ترین اتم‌های طبیعت، یعنی اكسیژن،‌ نیتروژن، بور و كربن به وجود می‌آیند. (البته هیدروژن كه كوچك‌تر از همه است در این بین نیست.)
خواص مغناطیسی اكسید آهن توسط «تالس» شناخته شد.

تالس

در قرن هفتم میلادی از این ماده آهنربا ساخته شد و در قطب‌نما به کار رفت.
آهنربا و دانش ساخت آن، پس از پانصد سال از چین به اروپا رسید. در اروپا‌ دانشمندی فرانسوی به نام گیلبرت، كتاب «قطعات آهنرباشده و آهنربای بزرگ زمینی» را نوشت. در این كتاب قدیمی‌ترین و ساده‌ترین روش‌های آهنربا كردن یك قطعة مغناطیسی به شرح زیر بیان شده‌اند:

گیلبرت

1. مالش دادن یك قطعة آهنی (قطعه‌ای که می‌خواهیم مغناطیسی شود) با یك آهنربا (دارای میدان مغناطیسی)؛
2. گداخته كردن یك قطعة آهنی (تا سرخ شود)‌ و سپس سرد كردن آن در جهت میدان مغناطیسی زمین؛
3. چكش‌كاری یا كشش یك قطعة آهنی در جهت میدان مغناطیسی زمین.

انواع آهنربای دائم

سه نوع آهنربای دائم که دارای کاربرد فراوان هستند به شرح زیرند:

آهنربای آلنیکو

آلنیکو از ابتدای نام سه عنصر آلومینیوم ، نیکل و کبالت گرفته شده است. این آلیاژ که عمدتا از فلزات آهن و آلومینیوم و نیکل و کبالت ساخته می‌شود، قابلیت پذیرش نیروی مغناطیسی بالایی و به منظور ساختن آهنربای دائم بلندگوها و لامپهایی با حوزه مغناطیسی و در سروموتورهای DC2 پیشرفته استفاده می‌شود.

معمولا در آخر اسم "آلنیکو" حرفی اضافه می‌گردد که مشخص کننده قدرت آهنربا است. فرضا "آلنیکوv" قویترین آهنربای دائم نسبت به "آلنیکوها" است و معمولا آهنربای "آلنیکو" را به صورت طولی مغناطیس می‌کنند و سپس مورد استفاده قرار می‌دهند. منظور از مغناطیس کردن طولی این است که دو قطب S و N در طول جسم قرار می‌گیرند.

آهنربای فریت

این آهنربا را آهنربای سرامیک نیز می‌نامند. این آهنربای دائم از ترکیب مواد ذوب شده نوعی چینی و پودر ماده مغناطیسی ساخته می‌شود. این آهنربا چون پودر پس ماند مغناطیسی و نیروی خنثی کننده زیادی دارد، آن را به صورت عرضی مغناطیسی می‌کنند. منظور از مغناطیس کردن عرضی ، قرار گرفتن دو قطب S و N در عرض جسم است و چون چگالی شار (B) این آهنربای دائم کم است برای جبران چگالی شار زیاد، آن را دراز می سازند.

چون هزینه ساخت این آهنربا کم بوده و مواد اولیه آن به ارزانی قابل تهیه است، بطور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. نامگذاری آهنربای فریت با توجه به نوع عنصری که در ساخت آهنربا از آن استفاده شده است صورت می‌گیرد. مثل فریت استرونیتام و یا فریت باریم.

آهنربای سارماریوم - کبالت

عنصر اصلی این آهنربای دائم عنصر ساماریوم با علامت اختصاری Sm و عدد اتمی 62 است. چون این آهنربای کمیاب (به دلیل عنصر تشکیل دهنده کمیاب ساماریوم) دارای پس ماند مغناطیسی و خنثی کننده خیلی زیادی است، به همین دلیل می‌تواند شدتی به مراتب بزرگتر از آهنربای دائم معمولی داشته باشد. به عنوان مثال در یک طول و مساحت برابر ، چگالی شار (B) این آهنربا دو برابر آهنربای سرامیک است.

هزینه تولید این آهنربا قابل ملاحظه است و به همین دلیل آن را کم قطر می‌سازند. چون شدت مغناطیسی این آهنربا بالا است، لذا از چنین آهنربایی که در ابعاد کوچک و وزن کمتر شدت مغناطیسی خوبی دارد در ساعتهای الکترونیکی و لامپهای ماگنترون و تجهیزات نظامی و سروموتورها هواپیما استفاده می‌کنند. به این ترتیب روز به روز دامنه کاربرد این آهنربا رو به افزایش است.

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: